Документ 2224919

Программа дисциплины "Генетика популяций"; 020400.62 Биология; доцент, к.н. (доцент) Бабынин Э.В.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное учреждение
высшего профессионального образования
"Казанский (Приволжский) федеральный университет"
Институт фундаментальной медицины и биологии
УТВЕРЖДАЮ
Проректор
по образовательной деятельности КФУ
Проф. Минзарипов Р.Г.
__________________________
"___"______________20___ г.
Программа дисциплины
Генетика популяций Б3.ДВ.6
Направление подготовки: 020400.62 - Биология
Профиль подготовки: не предусмотрено
Квалификация выпускника: бакалавр
Форма обучения: очное
Язык обучения: русский
Автор(ы):
Бабынин Э.В.
Рецензент(ы):
Чернов В.М.
СОГЛАСОВАНО:
Заведующий(ая) кафедрой: Ризванов А. А.
Протокол заседания кафедры No ___ от "____" ___________ 201__г
Учебно-методическая комиссия Института фундаментальной медицины и биологии:
Протокол заседания УМК No ____ от "____" ___________ 201__г
Регистрационный No
Казань
2014
Регистрационный номер
Программа дисциплины "Генетика популяций"; 020400.62 Биология; доцент, к.н. (доцент) Бабынин Э.В.
Содержание
1. Цели освоения дисциплины
2. Место дисциплины в структуре основной образовательной программы
3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины /модуля
4. Структура и содержание дисциплины/ модуля
5. Образовательные технологии, включая интерактивные формы обучения
6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по
итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы
студентов
7. Литература
8. Интернет-ресурсы
9. Материально-техническое обеспечение дисциплины/модуля согласно утвержденному
учебному плану
Регистрационный номер
Страница 2 из 9.
Программа дисциплины "Генетика популяций"; 020400.62 Биология; доцент, к.н. (доцент) Бабынин Э.В.
Программу дисциплины разработал(а)(и) доцент, к.н. (доцент) Бабынин Э.В. кафедра генетики
ИФМиБ отделение фундаментальной медицины , Edward.Babynin@kpfu.ru
1. Цели освоения дисциплины
В процессе изучения курса студенты знакомятся с краткой историей исследований в области
генетики популяций, характеристиками структуры популяций, законом
Харди-Вайнберга-Кастла и следствиями из закона, понятиями о процессах, нарушающих этот
закон, полиморфности и гетерозиготности популяций, моделями отбора, явлением инбридинга
нерегулярного и регулярного.
2. Место дисциплины в структуре основной образовательной программы высшего
профессионального образования
Данная учебная дисциплина включена в раздел " Б3.ДВ.6 Профессиональный" основной
образовательной программы 020400.62 Биология и относится к дисциплинам по выбору.
Осваивается на 4 курсе, 7 семестр.
Данная дисциплина относится к циклу Профессиональный ДВ.6 направление подготовки
020400 Биология
При освоении данной дисциплины требуются знания основ математики, физики, генетики,
приобретенным в результате освоения предшествующих дисциплин, а также знаний курса
"Общей биологии" школьной программы.
3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины
/модуля
В результате освоения дисциплины формируются следующие компетенции:
Шифр компетенции
ОПК-6
(профессиональные
компетенции)
ОПК-7
(профессиональные
компетенции)
ПК-1
(профессиональные
компетенции)
Расшифровка
приобретаемой компетенции
обладает способностью применять современные
экспериментальные методы работы с биологическими
объектами в полевых и лабораторных условиях, навыки
работы с современной аппаратурой
обладает способностью применять базовые представления
об основных закономерностях и современных достижениях
генетики и селекции, о геномике, протеомике
обладает способностью эксплуатировать современную
аппаратуру и оборудование для выполнения
научно-исследовательских полевых и лабораторных
биологических работ
В результате освоения дисциплины студент:
1. должен знать:
основные принципы генетики популяций, действие закона Харди-Вайнберга-Кастла и
следствий из него, процессов, нарушающих закон Харди-Вайнберга-Кастла
2. должен уметь:
Ориентироваться в вопросах, связанных с анализом генетической структуры популяций.
3. должен владеть:
Обладать навыками анализа генетических процессов в популяции
4. должен демонстрировать способность и готовность:
знания, позволяющие анализировать генетические процессы в различных популяциях.
Регистрационный номер
Страница 3 из 9.
Программа дисциплины "Генетика популяций"; 020400.62 Биология; доцент, к.н. (доцент) Бабынин Э.В.
4. Структура и содержание дисциплины/ модуля
Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетных(ые) единиц(ы) 72 часа(ов).
Форма промежуточного контроля дисциплины зачет в 7 семестре.
Суммарно по дисциплине можно получить 100 баллов, из них текущая работа оценивается в 50
баллов, итоговая форма контроля - в 50 баллов. Минимальное количество для допуска к зачету
28 баллов.
86 баллов и более - "отлично" (отл.);
71-85 баллов - "хорошо" (хор.);
55-70 баллов - "удовлетворительно" (удов.);
54 балла и менее - "неудовлетворительно" (неуд.).
4.1 Структура и содержание аудиторной работы по дисциплине/ модулю
Тематический план дисциплины/модуля
N
Раздел
Дисциплины/
Модуля
Виды и часы
аудиторной работы,
их трудоемкость
Неделя
Текущие формы
Семестр
(в часах)
семестра
контроля
Практические Лабораторные
Лекции
занятия
работы
Тема 1. Понятие о
1. популяции. Структура
популяций.
Тема 2. Закон
Харди-Вайнберга-Кастла
и следствия из закона.
2.
Процессы,
нарушающие закон
Харди-Вайнберга-Кастла.
Тема 3. Полиморфизм
3. и гетерозиготность в
популяциях.
Тема 4. Модели
отбора.
4. Адаптационные пики
Райта. Теорема
Фишера.
Тема 5. Регулярный и
нерегулярный
5.
инбридинг в
популяциях.
Тема . Итоговая
.
форма контроля
Итого
7
1
3
0
4
контрольная
работа
7
2
4
0
3
контрольная
работа
7
3
3
0
4
контрольная
работа
7
4
4
0
3
контрольная
работа
7
5
4
0
4
контрольная
работа
0
0
0
зачет
18
0
18
7
4.2 Содержание дисциплины
Тема 1. Понятие о популяции. Структура популяций.
лекционное занятие (3 часа(ов)):
Определение популяции. Менделеевская популяция. Локальная популяция. Структура
популяций, демы и семейные группы. Примеры (Lacerta agilis, Pan troglodytes и др).
Механизмы положительной и отрицательной ассортативности на примерах различных
организмов.
Регистрационный номер
Страница 4 из 9.
Программа дисциплины "Генетика популяций"; 020400.62 Биология; доцент, к.н. (доцент) Бабынин Э.В.
лабораторная работа (4 часа(ов)):
Решение задач по теме
Тема 2. Закон Харди-Вайнберга-Кастла и следствия из закона. Процессы, нарушающие
закон Харди-Вайнберга-Кастла.
лекционное занятие (4 часа(ов)):
Определение закона. Следствие закона. Сцепленные с полом аллели, аутосомные аллели.
Процесс миграции. Формула расчета равновесных состояний. Примеры аллелей.
лабораторная работа (3 часа(ов)):
Решение задач
Тема 3. Полиморфизм и гетерозиготность в популяциях.
лекционное занятие (3 часа(ов)):
Понятие о полиморфности. Расчет значений полиморфности. Высоко- и слабополиморфные
локусы. Наблюдаемая и ожидаемая гетерозиготность, формула расчета. Генетический дрейф
и формула расчета. Классическая и балансовые модели структуры популяции, примеры
аллели.
лабораторная работа (4 часа(ов)):
Решение задач
Тема 4. Модели отбора. Адаптационные пики Райта. Теорема Фишера.
лекционное занятие (4 часа(ов)):
Модели отбора против рецессивных гомозигот, против доминантных гомозигот, отбор при
отсутствии доминирования, отбор против гетерозигот, отбор в пользу гетерезигот. Примеры
аллелей (ФКУ, HbS, аходроплазии и др). Адаптационные пики Райта. Теорема Фишера.
Средняя приспособленность популяции.
лабораторная работа (3 часа(ов)):
Решение задач
Тема 5. Регулярный и нерегулярный инбридинг в популяциях.
лекционное занятие (4 часа(ов)):
Понятие об инбридинге. Регулярный и нерегулярный инбридинг в популяциях. Анализ
коэффициента путей. Коэффициент инбридинга. Сцепленные с полом аллели и аутосомные
аллели. Скрещивание сибсов разных степеней родства. Самоопыление. Коэффициент
инбридинга популяции. Расчет равновесных со-стояний в случае баланса панмиксии и
инбридинга.
лабораторная работа (4 часа(ов)):
Решение задач
4.3 Структура и содержание самостоятельной работы дисциплины (модуля)
N
Раздел
Дисциплины
Тема 1. Понятие о
1. популяции. Структура
популяций.
Виды
Формы контроля
Неделя самостоятельной Трудоемкость
Семестр
самостоятельной
семестра
работы
(в часах)
работы
студентов
7
Тема 2. Закон
Харди-Вайнберга-Кастла
и следствия из закона.
2.
7
Процессы,
нарушающие закон
Харди-Вайнберга-Кастла.
Регистрационный номер
Страница 5 из 9.
1
подготовка к
контрольной
работе, чтение
дополнительной
литературы
6
контрольная
работа
2
подготовка к
контрольной
работе, чтение
дополнительной
литературы
7
контрольная
работа
Программа дисциплины "Генетика популяций"; 020400.62 Биология; доцент, к.н. (доцент) Бабынин Э.В.
N
Раздел
Дисциплины
Виды
Формы контроля
Неделя самостоятельной Трудоемкость
Семестр
самостоятельной
семестра
работы
(в часах)
работы
студентов
Тема 3. Полиморфизм
3. и гетерозиготность в
популяциях.
7
3
Тема 4. Модели
отбора.
4. Адаптационные пики
Райта. Теорема
Фишера.
7
4
Тема 5. Регулярный и
нерегулярный
5.
инбридинг в
популяциях.
7
5
Итого
подготовка к
контрольной
работе, чтение
дополнительной
литературы
подготовка к
контрольной
работе, чтение
дополнительной
литературы
подготовка к
контрольной
работе, чтение
дополнительной
литературы
7
контрольная
работа
8
контрольная
работа
8
контрольная
работа
36
5. Образовательные технологии, включая интерактивные формы обучения
По каждой теме лекций подготовлена презентация с использованием современных
информационных технологий. На семинарах проводится устный опрос и обсуждение
материала по теме выступления студентов с рефератами с последующим обсуждением.
6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной
аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение
самостоятельной работы студентов
Тема 1. Понятие о популяции. Структура популяций.
контрольная работа , примерные вопросы:
1. Основные свойства генетической (панмиктической) популяции. 2. Какими параметрами
характеризуется генетическая структура популяции? 3. Методы изучения популяций. 4. Что
такое чистые линии и их особенности?
Тема 2. Закон Харди-Вайнберга-Кастла и следствия из закона. Процессы, нарушающие
закон Харди-Вайнберга-Кастла.
контрольная работа , примерные вопросы:
1.При обследовании населения на наличие антигенов системы АВО у 8000 человек из 20000
была выявлена I(0) группа крови. Опреде?лите частоту I группы крови среди этого населения в
долях единицы и в процентах. 2. У коренных жителей Австралии из 730 обследованных
груп?па крови М была обнаружена у 22 человек, группа крови MN ? у 216 человек, группа
крови N ? у 492 человек. Определите генетическую структуру этой популяции. 3.Ощущение
горького вкуса фенилтиомочевины наследует?ся как доминантный признак. Неспособность
ощущать вкус этого вещества была выявлена у 31,5% англичан, 16% малайцев, 7,1% япон?цев.
Определите генетическую структуру каждой из 3 указанных по?пуляций. 4. Частота особей в
одной популяции с доминантным признаком 0,36, частота доминантного аллеля второй
популяции 0,4. Определите генотипическую структуру первой и второй популяций. 5. В
популяции имеется три генотипа по аутосомному локусу в соотношении 8СС: 24Сс: 18сс.
Находится ли данная популяция в состоянии генотипического равновесия? Рассчитайте
генотипический состав популяции следующего поколения при перекрестном опылении.
Тема 3. Полиморфизм и гетерозиготность в популяциях.
контрольная работа , примерные вопросы:
Регистрационный номер
Страница 6 из 9.
Программа дисциплины "Генетика популяций"; 020400.62 Биология; доцент, к.н. (доцент) Бабынин Э.В.
5. Количественная и качественная изменчивость организмов. Основные параметры
распределений количественных признаков в популяциях. 6. Концепция генетического
полиморфизма Е. Форда. Модели генетической структуры вида ? классическая и балансовая.
7. Полиморфизм белков и нуклеиновых кислот. 8. Частоты генов и генотипов. Правило
Харди-Вайнберга. 9. Величина генетической изменчивости в популяции и методы ее оценки.
10. Значения полиморфизма и гетерозиготности в разных группах организмов. Факторы,
определяющие уровень генетической изменчивости популяции и вида. 11. Концепция
оптимального уровня генетического разнообразия (Ю.П. Алтухов). Генетический мономорфизм
и его значение. 12. Механизмы поддержания генетического полиморфизма. Теория
нейтральности и адаптивной значимости биохимического полиморфизма.
Тема 4. Модели отбора. Адаптационные пики Райта. Теорема Фишера.
контрольная работа , примерные вопросы:
7. В случайно скрещивающейся популяции 25 000 тритонов (этот размер популяции остается
постоянным по поколениям), локус затрагивает структуру кожи развивающихся личинок
тритона следующим образом: У особей QQ и Qq кожа сопротивляется высыханию, в то время
как у qq кожа, которая имеет тенденцию сохнуть. Коэффициенты отбора 0.25 и 0.67 против
особей Q_ и qq, соответственно. Частота аллели q в первом поколении 0.98. Какова будет
частота генотипа после отбора в следующем поколении? 8) Если у рецессивной, летальной
аллели частота 0.05 и локус находится при равновесии Харди-Вайнберга, какие будут частоты
аллелей и генотипа в этом локусе в следующем поколении? 9) Если летальная аллель
возникает с частотой 10-6 на гамету, какова будет частота мутантной аллели при равновесии?
10) Частота мутаций вредной аллели A2 - 10-6 , а коэффициента отбора - 0.2. Какова
равновесной частота аллели A2?
Тема 5. Регулярный и нерегулярный инбридинг в популяциях.
контрольная работа , примерные вопросы:
1. Инбридинг и аутбридинг, их генетическая сущность. 2. Понятие семьи и линии. Инбредная
линия. 3. Коэффициент инбридинга, его вычисление и генетическое значение. 4. Гетерозис,
его особенности. Теории гетерозиса.
Тема . Итоговая форма контроля
Примерные вопросы к зачету:
Понятие о популяции.
Структура популяций.
Закон Харди-Вайнберга-Кастла и следствия из закона.
Процессы, нарушающие закон Харди-Вайнберга-Кастла.
Полиморфизм и гетерозиготность в популяциях.
Модели отбора.
Адаптационные пики Райта.
Теорема Фишера.
Регулярный и нерегулярный инбридинг в популяциях.
7.1. Основная литература:
Генетика, Никольский, Владимир Иванович, 2010г.
Пухальский В. А. Введение в генетику: Учебное пособие / В.А. Пухальский. - М.: НИЦ
ИНФРА-М, 2014. - 224 с.: 60x90 1/16. - (Высшее образование: Бакалавриат). (переплет) ISBN
978-5-16-009026-9.
Сазанов, А. А. Генетика [Электронный ресурс] : учеб. рос. / А. А. Сазанов. - СПб.: ЛГУ им. А. С.
Пушкина, 2011. - 264 с. - Режим доступа: http://www.znanium.com/
Регистрационный номер
Страница 7 из 9.
Программа дисциплины "Генетика популяций"; 020400.62 Биология; доцент, к.н. (доцент) Бабынин Э.В.
7.2. Дополнительная литература:
Полевая практика по генетике с основами селекции, Пономарева, Мира Леонидовна;Закиев,
Р.К., 2007г.
Концепции современного естествознания : учебник для студентов вузов / В.Н. Лавриненко,
В.П. Ратников, В. П. Голубь ; Под ред. В. Н. Лавриненко, В.П. Ратникова .? 3-е изд., перераб. и
доп. ? М. : ЮНИТИ, 2004 .? 317 с.
7.3. Интернет-ресурсы:
База знаний по биологии человека - http://humbio.ru/
Биомолекула - http://biomolecula.ru/
Классическая и молекулярная биология - http://olig.ru/
Элементы большой науки - http://elementy.ru/
Энциклопедия Кругосвет - http://www.krugosvet.ru/
8. Материально-техническое обеспечение дисциплины(модуля)
Освоение дисциплины "Генетика популяций" предполагает использование следующего
материально-технического обеспечения:
Мультимедийный проектор с экраном, термостаты, бинокулярные лупы, микроскопы.
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и учебным планом по
направлению 020400.62 "Биология" и профилю подготовки не предусмотрено .
Регистрационный номер
Страница 8 из 9.
Программа дисциплины "Генетика популяций"; 020400.62 Биология; доцент, к.н. (доцент) Бабынин Э.В.
Автор(ы):
Бабынин Э.В. ____________________
"__" _________ 201 __ г.
Рецензент(ы):
Чернов В.М. ____________________
"__" _________ 201 __ г.
Регистрационный номер
Страница 9 из 9.